Valorizing corn stover waste into valuable bioproducts using subcritical water hydrolysis

Autor(es)

da Rosa, Rafael Gabriel ; Castro, Luiz Eduardo Nochi ; Barroso, Tiago Linhares Cruz Tabosa ; Ferreira, Vanessa Cosme ; Bittencourt, Paulo Rodrigo Stival ; Rostagno, Mauricio Ariel ; Forster-Carneiro, Tania

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOFUEL RESEARCH JOURNAL-BRJ; v. 12, n. 1, p. 27-pg., 2025-03-01.

Resumo

This study examined the behavior of the semi-continuous hydrolysis process of corn stover (CS) in subcritical water, focusing on the effects of varying pH levels (1, 2, 4.5, 7, and 8) and temperatures (113, 130, 170, 210, and 226 degrees C). The results showed that the process at 170 degrees C and pH 1 was able to recover the highest amount of phenolic compounds (76.82 mg Gallic Acid Equivalents g-1), consequently demonstrating the highest antioxidant activities by the Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP) (423.85 mu Mol TEAC g-1) and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) (293.12 mu Mol TEAC g-1) methods. Additionally, it was possible to obtain the highest concentration of sugars (cellobiose, glucose, and xylose) (460.92 mg g-1). High temperatures (226 degrees C and pH 4.5) produced the highest amount of organic acids (1,157.19 mg g-1). The formation of inhibitors was observed only at temperatures of 170 and 210 degrees C at a pH of 1.0. The highest yields of sugars, organic acids, and inhibitors were 0.565, 1.123, and 0.665 mg g-1 of carbohydrates, respectively. The statistical analysis identified the optimal conditions for the recovery of various compounds: phenolic compounds at 190.7 degrees C and pH 1, soluble proteins at 187.4 degrees C and pH 1, sugars at 134.9 degrees C and pH 1, organic acids at 223.59 degrees C and pH 4.1, and for minimizing inhibitors at 114.95 degrees C and pH 7.3. EcoScale analysis identified subcritical water as the most sustainable and efficient method for CS hydrolysis. Subcritical water treatment effectively recovers valuable compounds from CS, promoting a circular economy by valorizing waste and reducing resource dependence. (c) 2025 Alpha Creation Enterprise CC BY 4.0 (AU)

• Processo FAPESP: 21/04096-9 - Integração dos processos extração/hidrólise em água subcrítica e purificação para a valorização de bagaço de uva em um conceito de biorrefinaria
• Beneficiário: Luiz Eduardo Nochi de Castro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/14582-5 - Desenvolvimento de um sistema bidimensional de extração, separação e análise para avaliação da bioatividade de fitoquímicos
• Beneficiário: Maurício Ariel Rostagno
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 23/02064-8 - Bioprocessos sustentáveis para a valorização do bagaço de caju (Anacardium occidentale): integração do pré-tratamento hidrotérmico e processos fermentativos para produção de compostos de valor agregado em um conceito de biorrefinaria
• Beneficiário: Tiago Linhares Cruz Tabosa Barroso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/02305-2 - Avaliação da hidrólise em água subcrítica em reator automatizado com análise in-line de compostos de maior valor agregado de cascas de pitaia (Hylocereus undatus)
• Beneficiário: Vanessa Cosme Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 18/14938-4 - Waste2energy: integração das tecnologias supercrítica e digestão anaeróbia através de um sistema automatizado para produção de precursores de biocombustíveis
• Beneficiário: Tânia Forster Carneiro
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2